Japan Advanced Institute of Science and Technology
JAIST Repository
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Title Collision Avoiding Motion Planning of Autonomous Robots with MANETs
Author(s) 岡田, 崇
Citation
Issue Date 2007‑03
Type Thesis or Dissertation Text version author
URL http://hdl.handle.net/10119/3616 Rights
Description Supervisor:丹 康雄, 情報科学研究科, 修士
Collision Avoiding Motion Planning of Autonomous Robots with MANETs
岡田 崇(510021)
北陸先端科学技術大学院大学 情報科学研究科 2007 年 2 月 8 日
キーワード： マルチロボット、ネットワークロボット、経路計画、リアルタ イム、大規模テストベッド、エミュレーション、シミュレーション
災害地域やオフィスなどで人の代わりに複数の自律移動型モバイルロボットが 用いられるようになってきている。災害ロボットは、人が立ち入れないような 例えば高圧ガスや高温の災害現場で活動することができる。また掃除ロボット はビルの廊下や部屋を自動的に掃除し人件費の削減に貢献できる。これらの自 律移動型モバイルロボットはそれぞれの役割を果たすため周囲の状況を感知し その状況に応じて判断、移動することが望まれ、そのためには経路計画法が必 要となる。ロボット同士、またはロボットと障害物との衝突を回避するために 経路計画はリアルタイムに計画される必要があり、複数のロボット同士が協調 し作業をする必要がある。複数自律移動型モバイルロボットの先行研究におい て提案内容の実装、評価の選択肢は現在のところ実機、またはシミュレータに よる実験によるものとなっている。実機のロボットは小数でも非常に高価であ り大規模な数十、数百のロボットでの実験はコスト面から見ても難しい。シミ ュレータによる実験は PC により実現可能であるがシミュレータ独自のモデリ ングが成されている。また実時間での実験は 1 台の PC 上で実現することは困 難である。開発面ではシミュレータごとに環境を記述する必要がある。特に実 機、シミュレータに共通して多数のロボットでの実装は非常に困難であるのが 現状である。
本研究では大規模な自律移動型モバイルロボットシステムの構築を目的とし、
ロボットの経路計画手法、実験プラットフォームについて論じる。
ロボットの経路計画は
Probabilistic Roadmap
法をベースとしリアルタイムに 環境が変化することを想定し特にスピードを重視した手法を提案する。経路計 画法はExpansion
、Connection
の2
段階に分かれている。Expansion
ではロードマップの拡張を行い、その後に
Connection
により到達目標までの経路を確保 できたかを確認する。そしてこれらを繰り返すことにより到達目標までの経路を求める。提案する経路計画法は以下に記述する実装手法により実装、評価さ れる。
実験プラットフォームはロボットのエミュレーションにより構築される。エミ ュレーションとはモデリングによるシミュレーションとは異なり対象を模倣す ることである。実験環境は大規模テストベッドである
StarBED
を用いる。StarBED
はクラスタリングされたPC
とそれらをネットワークで接続した大規 模実験環境である。実機を想定したロボットのハードウェアはロボットアプリ ケーションと全ロボットを管理するMap Manager
との通信により模倣される。ロボット同士の通信はスイッチング及び通信を制御することにより無線通信環 境をエミュレートする。通信の制御には
WLAN
エミュレータQOMET
からロボット間の通信状況を算出し
dummynet
により制御を行う。上記2
種の通信はVLAN
により管理ネットワーク、実験ネットワークと分けられている。大規模 なPC
での実験環境を統合するRUNE
を用いることにより実験を行うPC
を包括的に制御する。
先に述べた経路計画法を上記の実験プラットフォームにより実装し大規模の自 律移動型モバイルロボットの実験環境の構築を実現する。
